Koka Mehāniskās īpašības: Kādas Tam Ir īpašības? Kas Ir Spēks, No Kā Tas Atkarīgs Un Kā Tas Atšķiras No Elastības? Kādas Citas īpašības Ir Mehāniskas?

2024 Autors: Beatrice Philips | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-15 04:16

Koks ir diezgan populārs materiāls, kas tiek pielietots dažādās cilvēka dzīves jomās. Tajā pašā laikā ne katrs cilvēks zina, ka izejvielām ir vairākas unikālas īpašības. Šodien mūsu rakstā mēs sīkāk aplūkosim koka mehāniskās īpašības.

Īpatnības

Koka mehāniskās īpašības raksturo materiāla vispārējo kvalitāti un ir tieši proporcionālas tam. Svarīgākie mehāniskās izturības rādītāji ietver koka spēju izturēt gan statiskas, gan dinamiskas slodzes.

Par to lai noteiktu materiāla mehāniskās īpašības, tas ir izstiepts, saspiests, saliekts un nošķelts . Jāpatur prātā, ka koksni sauc par anizotropu materiālu, attiecīgi izejmateriālam var būt dažādas īpašības atkarībā no tā ietekmes virziena. Kopumā ir 2 virzieni: radiālais un tangenciālais.

Kas ir spēks un no kā tas atkarīgs?

Koka vissvarīgākā mehāniskā īpašība ir tā izturība. Stiprības raksturlielumi tieši ietekmē to, kā un kādā līmenī materiāls var pretoties un pretoties nevēlamiem lūzumiem.

Ir vērts atzīmēt faktu, ka pastāv tieša saistība starp stiprību un ietekmes virzienu uz koku. Tātad izejmateriāla stiprība ir 20 reizes lielāka, ja trieciens ir gar šķiedrām, nekā tad, ja spiediens tiek izdarīts pāri.

Vidējo (tā saukto "starpposma") klasi aizņem skujkoki . Augstākas likmes ir raksturīgas, piemēram, bērzam - tādēļ no tā ļoti bieži tiek izgatavotas dažādas nesošās un nesošās konstrukcijas, kā arī elementi, kuriem ir svarīga paaugstināta nodilumizturība.

Tas ir interesanti. Pieļaujamās stiprības rādītājus un to robežas (gan minimālās, gan maksimālās) nevar patstāvīgi noteikt mājās. Šādas procedūras tiek veiktas tikai laboratorijas apstākļos. Tajā pašā laikā eksperimenti un eksperimenti tiek veikti tikai, pamatojoties uz pašreizējiem valsts noteikumiem.

Jāatzīmē, ka izturības un elastības līmeni ietekmē mitruma līmenis . Tātad, samitrinot, koka iekšienē notiek īpašas reakcijas, kas samazina tās izturību. Turklāt šis noteikums ir svarīgs tikai tad, ja mitruma līmenis paaugstinās līdz 25%. Turpmāka mitrināšana neatšķiras nevienā nozīmīgā reakcijā un neietekmē stiprības rādītājus. Eksperti to saprot.

Par to lai salīdzinātu dažādu iežu stiprības rādītājus, jums jāpārliecinās, vai to mitruma rādītāji ir identiski - tikai šajā gadījumā var runāt par objektīvu un objektīvu rezultātu.

Papildus mitrumam, mērot izturību, ir svarīgi pievērst uzmanību arī slodžu raksturam un ilgumam . Piemēram, statiskās slodzes ir nemainīgas. Turklāt tiem raksturīgs lēns un pakāpenisks pieaugums. No otras puses, dinamiskās slodzes ir salīdzinoši īsas. Vienā vai otrā veidā abas kravas var iznīcināt koksni.

Jāpatur prātā arī tas, ka stiprības rādītāji, to robežas un robežas atšķiras atkarībā no konkrētā deformācijas veida

Izstiepšanās . Ja mēs runājam par koka stiepes izturību, tad šis rādītājs ir 1300 kgf / cm2 (un šis parametrs attiecas uz visām šķirnēm). Šādā situācijā koka iekšējai struktūrai ir izšķiroša nozīme. Ja šķiedras ir pareizi sakārtotas un strukturētas, stiprība palielinās (un otrādi). Stiprums atšķiras atkarībā no tā, vai koks ir izstiepts gar vai pāri. Pirmajā gadījumā indikators ir diezgan liels, bet otrajā - 20 reizes mazāks un sasniedz 65 kgf / cm2. Šo mehānisko īpašību dēļ koksni reti izmanto, lai radītu produktus, kas darbojas šķērsvirzienā.

Saspiešana . Tāpat kā jebkuru citu ietekmi uz koku, to var veikt gan gareniski, gan šķērsvirzienā. Ja mēs runājam par saspiešanu gar šķiedrām, tad ir vērts atzīmēt, ka šajā gadījumā iezis tiks saīsināts (tā deformācijas process izpaudīsies ārpusē). Jāpatur prātā arī tas, ka koka stiprība, kas tiek saspiesta nevis gar, bet pāri, ir ievērojami samazināta, īpaši 8 reizes. Laboratorijas apstākļos koks tiek saspiests radiālajā un tangenciālajā virzienā. Veicot šādus eksperimentus, zinātnieki noteikti ir konstatējuši, ka dažādu iežu spiedes stiprība nav vienāda. Tātad, ieži ar serdes stariem atšķiras ar augstākiem rādītājiem radiālās saspiešanas laikā. No otras puses, skujkokiem ir diezgan augstas stiprības vērtības pat tangenciālas saspiešanas laikā.

Statiska liekšanās . Šāda veida trieciena, piemēram, statiskās liekšanas, atšķirīgā iezīme ir tāda, ka dažādi koka slāņi saņem dažādus efektus, proti, augšējie koka slāņi saņem spiedes spriegumu, bet apakšējie - stiepjas gar šķiedrām. Starp augšējo un apakšējo slāni ir īpašs slānis, kas neizjūt spiedienu. Tradicionāli šo slāni sauc par neitrālu. Sākotnēji materiāla iznīcināšana sākas apakšējā izstieptajā zonā, saistībā ar kuru tiek saplēstas galējās koksnes šķiedras. Pastāv vidējais stiprības indekss, kas raksturīgs lielam skaitam koku sugu, tas ir 1000 kgf / cm2 (lai gan var būt novirzes no šī rādītāja atkarībā no katras konkrētās sugas unikālajiem rādītājiem, kā arī no mitrums).

Shift . Būtībā bīdes ir deformācija, kas ir vienas daļas pārvietošana attiecībā pret otru. Ir vairāki dažādi bīdes veidi: cirpšana (tā var notikt jebkurā virzienā) un griešana. Šajā gadījumā ir īpaši svarīgi uzraudzīt, cik stiprs koks paliek. Tātad šķeldošana negatīvi ietekmē stiprības rādītājus, iezis paliek stiprāks šķērseniskās šķeldošanas laikā.

Kā redzējām, izturība ir vissvarīgākā koka mehāniskā īpašība. Tajā pašā laikā tās ietekmi var ietekmēt dažādas ietekmes. Materiāla ekspluatācijas laikā jāņem vērā visi šie faktori, lai netiktu pārkāpta tā integritāte.

Citas mehāniskās pamatīpašības

Papildus izturībai koksni raksturo arī citas mehāniskās un fizikāli mehāniskās īpašības. Sīkāk apskatīsim galvenos.

Cietība

Pirmkārt, jāsaka par tādu dabiskā materiāla īpašību kā cietība. Cietība ir viena no vissvarīgākajām materiāla īpašībām, un tā ir izejmateriāla spēja pretoties noteiktas formas cieta ķermeņa iekļūšanai . Atšķiriet gala un sānu cietību (atkarībā no materiāla puses, kas tiek ietekmēta). Gala cietība ir augstāka, salīdzinot ar tās veiktspēju.

Svarīgs. Jāatzīmē šis fakts: neskatoties uz to, ka daži koksnes veidi atšķiras ar paaugstinātu cietības pakāpi, šis materiāls pēc šīm īpašībām joprojām ir zemāks par tādām izejvielām kā, piemēram, metāls.

Atkarībā no cietības rādītājiem šādu celtniecības materiālu kā koku iedala 3 galvenajās grupās:

• mīksts (piemēram, priede, egle, ciedrs, egle, liepa, apses, alksnis, kastaņs utt.);
• ciets;
• īpaši smagi.

Attiecīgi dažu produktu ražošanā ir ļoti svarīgi ņemt vērā tādu parametru kā cietība. Piemēram, dekoratīvos elementus ir vēlams izgatavot no mīkstajām šķirnēm, un atbalsta konstrukciju veidošanai ir piemērotas tikai īpaši cietas šķirnes.

Koka cietība ir būtiska materiāla uzklāšanas un apstrādes laikā . Atkarībā no jūsu īpašajām vajadzībām un koksnes pielietojuma jomas viena vai otra iespēja var būt visatbilstošākā un piemērotākā.

Trieciena spēks

Vēl viena svarīga īpašība, kas atšķiras dažu veidu koksnei (piemēram, kļava un egle), ir triecienizturība. Šis īpašums apzīmē un nosaka materiāla spēju absorbēt dinamiskas slodzes . Tajā pašā laikā, jo lielāka triecienizturība, jo mazāk bojājumu un integritātes pārkāpumu jūs novērosit uz koka šo ļoti dinamisko slodžu pielietošanas procesā. Kopumā mēs varam teikt, ka lielākajai daļai šķirņu šis rādītājs ir diezgan augsts.

Nodilumizturība

Īpaša uzmanība jāpievērš nodilumizturībai, jo tieši šis parametrs nosaka, vai koksne spēj izturēt pret ilgstošu berzes slodzi. Atkarībā no tā, cik augsta ir nodilumizturība, materiāla iespējamais kalpošanas laiks ievērojami atšķirsies . Nodilumizturības līmeni izšķiroši ietekmē griešanas virziens un katras konkrētās koksnes sugas unikālās īpašības. Jāpatur prātā, ka gala virsmām raksturīga augsta nodilumizturība. Nodilumizturības ziņā sausā un mitrā koksne atšķiras - pirmajai ir augstāks līmenis.

Spēja turēt metāla stiprinājumus

Kā minēts iepriekš, koks ir viens no populārākajiem, plaši izplatītākajiem un pieprasītākajiem materiāliem, ko izmanto, lai radītu mēbeles, dekoratīvus elementus un lielu skaitu citu izstrādājumu. Attiecīgi, to apstrādājot, tajā tiek ievietots liels skaits stiprinājumu, visbiežāk - metāls . Tāpēc šādam rādītājam kā spējai turēt metāla stiprinājumus ir ārkārtīgi liela nozīme. Tā, piemēram, naglas var griezt vai pārvietot koka šķiedras, un skrūves var noķert šķiedras.

Spēja saliekties

Lai izveidotu funkcionālus un estētiski pievilcīgus izstrādājumus, koks ir jāsaliek. Šajā sakarā spēja saliekties ir vēl viena svarīga koka mehāniskā īpašība. Lūdzu, ņemiet vērā, ka dažādām šķirnēm ir atšķirīga lieces spēja . Tā, piemēram, attiecībā uz skujkokiem, noteikums ir tāds, ka, saliekot skujas, tās ir jāsamitrina, bet sauss koks praktiski nesaliecas (un, pieliekot augstu spiedienu, tas var salūzt vispār).

Deformējamība

Būtiski ir arī deformācijas raksturlielumi. Tie ietekmē to, cik ātri (ja vispār) koku sugas atgūstas pēc īstermiņa dinamiskas ietekmes. Kombinācijā ar deformējamību svarīga ir arī tāda īpašība kā elastības modelis.

Sakarā ar to, ka koks tiek izmantots dažādās cilvēka dzīves jomās un ir viens no pieprasītākajiem materiāliem, ir ļoti svarīgi detalizēti zināt visas tā īpašības. Attiecīgi pirms materiāla izmantošanas noteiktu izstrādājumu (piemēram, mēbeļu, dekoratīvo elementu uc) radīšanai rūpīgi jāpārbauda visas ķīmiskās, fizikālās un mehāniskās īpašības. Tikai tad jūsu produkts būs izturīgs un uzticams. Atcerieties, ka dažādi koka veidi ir piemēroti dažādiem mērķiem. Turklāt dažus iežus nemaz nevar atklāt, pretējā gadījumā tie vienkārši sabruks. Šīs zināšanas ir īpaši aktuālas profesionāliem skapju meistariem un citiem būvniecības nozares pārstāvjiem.